Kohlenstoffkreislauf
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Kohlenstoffkreislauf, in der Biologie, Kreislauf von Kohlenstoff in verschiedenen Formen durch die Natur. Kohlenstoff ist ein Bestandteil aller organischen Verbindungen, von denen viele für das Leben auf der Erde wesentlich sind. Die Quelle des in der lebenden Materie vorkommenden Kohlenstoffs ist das in der Luft oder im Wasser gelöste Kohlendioxid (CO2). Algen und grüne Landpflanzen (Produzenten) sind die Hauptakteure der Kohlendioxidfixierung durch den Prozess der Photosynthese, bei dem Kohlendioxid und Wasser in einfache Kohlenhydrate umgewandelt werden. Diese Verbindungen werden von den Produzenten für den Stoffwechsel verwendet, wobei der Überschuss als Fette und Polysaccharide gespeichert wird. Die gespeicherten Produkte werden dann von Verbraucherorganismen, von Protozoen bis zum Menschen, gefressen und in andere Formen umgewandelt. CO2 wird von Tieren und einigen anderen Organismen als Nebenprodukt der Atmung direkt in die Atmosphäre abgegeben. Der in tierischen Abfällen und in den Körpern aller Organismen enthaltene Kohlenstoff wird von Zersetzungsorganismen (hauptsächlich Bakterien und Pilze) in einer Reihe von mikrobiellen Umwandlungen als CO2 freigesetzt.
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Ein Teil des organischen Kohlenstoffs – die Überreste von Organismen – hat sich in der Erdkruste als fossile Brennstoffe (z.B. Kohle, Gas und Erdöl), Kalkstein und Korallen angesammelt. Der Kohlenstoff der fossilen Brennstoffe, der in prähistorischer Zeit dem Kreislauf entzogen wurde, wird nun in riesigen Mengen als CO2 durch industrielle und landwirtschaftliche Prozesse freigesetzt, wobei ein Großteil davon schnell in die Ozeane gelangt und dort als Karbonate „gebunden“ wird. Wenn der Sauerstoff knapp ist (wie in Abwässern, Sümpfen und Mooren), wird ein Teil des Kohlenstoffs als Methangas freigesetzt.